ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN & Nguyễn Thu Hiền NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN & Nguyễn Thu Hiền NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH MÃ SỐ: 60 85 02 CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS. TRẦN THỊ HỒNG Hà Nội - 2011 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam 3 1.2. Tổng quan về ô nhiễm nước thải tẩy nhuộm 4 1.2.1. Nhu cầu sử dụng nước trong công nghệ tẩy nhuộm 4 1.2.2. Các nguồn gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm 5 1.2.3. Các phương pháp sử dụng trong xử lý nước thải tẩy nhuộm 14 1.2.3.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ 14 1.2.3.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 16 1.3. Các nghiên cứu trong xử lý nước thải tẩy nhuộm 17 1.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới 17 1.3.2. Các nghiên cứu ở trong nước 23 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1. Đối tượng nghiên cứu 24 2.1.1. Làng nghề Phương La, xã Thái Phương 24 2.1.2. Các loại nước thải nghiên cứu 26 2.2. Phương pháp nghiên cứu 26 2.2.1. Hóa chất, vật liệu và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 26 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 27 2.2.3. Nghiên cứu cải tiến hệ thống xử lý tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành 27 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1. Kết quả điều tra về hoạt động sản xuất tại làng nghề Phương La 30 3.1.1. Nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng trong công nghệ sản xuất 30 3.1.2. Quy trình sản xuất tại làng nghề Phương La 31 3.2. Kết quả điều tra hiện trạng môi trường làng nghề 35 3.2.1. Môi trường nước 35 3.2.2. Môi trường không khí 38 2 3.3. Kết quả vận hành hệ thống mô hình thí nghiệm 39 3.3.1. Kết quả xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ 39 3.3.2. Kết quả xử lý nước thải bằng phương pháp aeroten 43 3.4. Kết quả đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành, làng nghề Phương La 44 3.4.1. Phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp 44 3.4.2. Tính toán cải tạo hệ thống xử lý nước thải 47 3.5. Đánh giá chi phí và hiệu quả đầu tư 55 3.5.1. Đánh giá chi phí đầu tư 55 3.5.2. Đánh giá hiệu quả đầu tư 58 Kết luận và kiến nghị 59 1. Kết luận 59 2. Kiến nghị 60 Tài liệu tham khảo 61 Phụ lục 3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD 5 : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa BVMT: Bảo vệ Môi trường CN – TTCN: Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học DN: Doanh nghiệp PA: Polyacrylamit Copolimer PAC: Poly Aluminum Clorua SS: Suspended solid – Rắn lơ lửng TNHH: Trách nhiệm hữu hạn TW: Trung ương QCVN: Quy chuẩn Việt Nam 4 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm 6 Bảng 1.2. Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp tẩy nhuộm ở Việt Nam 7 Bảng 1.3. Thuốc nhuộm và chất thải trong quá trình hoàn thiện vải 7 Bảng 1.4. Lưu lượng dòng nước tại các công đoạn của một nhà máy tẩy nhuộm điển hình tại Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 8 Bảng 1.5. Các thông số ô nhiễm chính tại các công đoạn được lựa chọn nghiên cứu trong một nhà máy tẩy nhuộm điển hình tại Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 10 Bảng 1.6. Thông số ô nhiễm cơ bản của dòng thải trong nhà máy tẩy nhuộm gây ô nhiễm điển hình ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 13 Bảng 1.7. So sánh chất lượng nước sau quá trình xử lý ozon hóa kết hợp với keo tụ và quá trình trao đổi ion, một nghiên cứu của Lin và Chen tại Đài Loan 19 Bảng 1.8. Hiệu quả sử dụng chất keo tụ để xử lý các loại nước thải khác nhau 20 Bảng 3.1. Lượng nước thải phát sinh tại làng nghề Phương La 35 Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải sau hệ thống xử lý ở một số doanh nghiệp trong làng nghề Phương La 37 Bảng 3.3. Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành 39 Bảng 3.4. Điều kiện tối ưu của quá trình keo tụ nước thải mẫu A1 40 Bảng 3.5. Điều kiện tối ưu của quá trình keo tụ nước thải mẫu A2 41 Bảng 3.6. Điệu kiện tối ưu của quá trình keo tụ nước thải mẫu A3 42 Bảng 3.7. Sự phát triển của vi sinh vật theo thời gian 43 Bảng 3.8. Kết quả xử lý của bể Aeroten 44 Bảng 3.9. Chi phí vận hành cho 1 khối nước thải 55 5 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sự phân bố các làng nghề Việt Nam theo khu vực 3 Hình 1.2. Sự hình thành các bông keo 15 Hình 2.1. Mô hình xử lý nước thải tẩy nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành 28 Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất của làng nghề 33 Hình 3.2. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của các doanh nghiệp trong làng nghề Phương La 37 Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu quả xử lý màu và COD mẫu A1 40 Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu quả xử lý màu và COD mẫu A2 41 Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu quả xử lý màu và COD mẫu A3 42 Hình 3.6. Sơ đồ dây chuyền hệ thống xử lý nước thải cải tạo 56 6 MỞ ĐẦU Phát triển và mở rộng hoạt động sản xuất công nghiệp luôn đi liền với vấn đề tăng khả năng ô nhiễm môi trường. Vì vậy, chính sách của Đảng và Nhà nước ta đang quan tâm đến công tác kiểm soát và xử lý ô nhiễm môi trường đặc biệt là công tác xử lý nước thải đô thị, các nhà máy và các khu công nghiệp. Luật Bảo vệ Môi trường được ban hành đã ảnh hưởng tích cực đến tư duy của người dân về vấn đề Bảo vệ Môi trường. Nhờ vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra cũng đã được cải thiện một cách đáng kể. Tuy nhiên, đây là một vấn đề phức tạp, khó quản lý và chưa được xử lý triệt để, nhiều cơ sở sản xuất có nguồn thải ô nhiễm nặng và gây ảnh hưởng xấu đến môi trường nên vấn đề xử lý nước thải vẫn còn nhiều bất cập và là vấn đề gây bức xúc của toàn xã hội. Có nhiều đơn vị sản xuất thậm chí chưa có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng đã xuống cấp không hoạt động hay không còn phù hợp với công suất và công nghệ dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình là làng nghề sản xuất kinh doanh chuyên ngành may mặc. Sự hoạt động của làng nghề đã tạo công ăn việc làm cho một lượng lớn cán bộ công nhân trên địa bàn tỉnh, bên cạnh đó cũng thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ thuế và các đóng góp khác nhằm góp phần xây dựng tỉnh Thái Bình ngày càng phát triển. Tuy nhiên, do sự phát triển tự phát, không có quy hoạch cụ thể các hạng mục bảo vệ môi trường đã xuống cấp không còn phù hợp với công suất và công nghệ sản xuất. Do đó, chất lượng nước thải sau xử lý không đạt quy chuẩn cho phép nên đã làm ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cũng như đời sống của người dân. 7 Từ các yếu tố nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình” được lựa chọn để nghiên cứu làm cơ sở cho việc triển khai áp dụng thực tế. 8 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam Tính đến nay, cả nước có khoảng 2017 làng nghề, thuộc 11 nhóm ngành nghề khác nhau, trong đó gồm 1,4 triệu hộ tham gia sản xuất, thu hút hơn 11 triệu lao động. Nhiều tỉnh có số lượng các làng nghề lớn như Hà Tây (cũ) 280 làng nghề, Bắc Ninh 187 làng nghề, Hải Dương 65 làng nghề, Hưng Yên 48 làng nghề với hàng trăm ngành nghề khác nhau, phương thức sản xuất đa dạng. Tuy nhiên, sự phân bố và phát triển các làng nghề lại không đồng đều trong cả nước. Các làng nghề ở miền Bắc phát triển hơn ở miền Trung và miền Nam, chiếm gần 70% số lượng các làng nghề trong cả nước (1594 làng nghề), trong đó tập trung nhiều nhất và mạnh nhất là ở vùng đồng bằng sông Hồng. Miền Trung có khoảng 111 làng nghề, còn lại ở miền Nam hơn 300 làng nghề [Hiệp Hội làng nghề Việt Nam, 2009]. 79 5.5 15.5 Miền Bắc Miền Trung Miền Nam Các làng nghề dệt nhuộm có truyền thống hàng trăm năm, gắn liền với bản sắc văn hóa dân tộc và góp phần vào sự tăng trưởng kinh tế xã hội của đất nước. Các mặt hàng dệt nhuộm ở Việt Nam đã có mặt và xuất khẩu sang các thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, EU được khách hàng ưa chuộng với các mặt hàng chủ yếu là các loại khăn tắm, khăn mặt, vải thổ cẩm, gấm, lụa, đũi Hình 1.1. Sự phân bố các làng nghề Việt Nam theo khu vực [...]... thống xử lý nước thải hiện có của xí nghiệp không đạt hiệu quả xử lý nên nước thải sau xử lý không đạt đảm bảo QCVN 13:2008/BTNMT, cột B Do đó, nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải luận văn nghiên cứu theo phương án: xử lý nước thải bằng keo tụ kết hợp với xử lý sinh học trên cơ sở sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật a Phương pháp tiến hành Xây dựng mô hình xử lý nước thải tẩy nhuộm của... nước thải làng nghề dệt nhuộm thôn Nha Xá, xã Mộc Nam, Duy Tiên, Hà Nam [7] - Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm của Công ty Dệt Minh Khai bằng AOPs (quá trình oxy hóa tăng cường) - Xây dựng quy trình xử lý nước thải làng nghề dệt nhuộm Tương Giang, Bắc Ninh - Nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm tại làng nghề Dương Nội, huyện Hoài Đức, Hà Tây [8] - Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm. .. khai nghiên cứu sử dụng ozon trong xử lý nước vẫn còn là giới hạn và đặc biệt trong nghiên cứu xử lý nước thải 1.3.2 Các nghiên cứu trong nƣớc Nghiên cứu đã xây dựng mô hình và hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm phù hợp với điệu kiện của Việt Nam đã được thực hiện và từng bước áp dụng vào thực tế Một số nghiên cứu cụ thể được trình bày dưới đây: - Nghiên cứu mức độ ô nhiễm và xây dựng mô hình xử lý nước. .. lý nƣớc thải tẩy nhuộm 1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới  Xử lý bằng biện pháp sinh học Các biện pháp xử lý sinh học đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu Kiyomi Inoue (2000) đã nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng sử dụng bùn hoạt tính, Bell và nnk (2000) đã nghiên cứu xử lý và loại bỏ màu thuốc nhuộm bằng bùn phản ứng kỵ khí Ngoài ra, một số nghiên cứu đã sử dụng kết hợp biện pháp ozon... theo phương pháp oxy hóa nâng cao bằng H2O2 có sử dụng một số hệ xúc tác đồng thể oxy hóa khử - Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxi hóa tiên tiến (Hội nghị Hóa học Toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội, bài viết) 28 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1 Làng nghề Phƣơng La, xã Thái Phƣơng Xã Thái Phương có diện tích tự nhiên 3,2km2, cách thành phố Thái. .. chỉ còn 5 Lin và Chen, (1997) [15] lại đi vào nghiên cứu kết hợp xử lý ozon hóa và trao đổi ion đối với nước thải dệt nhuộm Bảng so sánh chất lượng nước sau xử lý của một vài hệ thống xử lý đưa ra như sau: 23 Bảng 1.7 So sánh chất lượng nước sau quá trình xử lý ozon hóa kết hợp keo tụ và quá trình trao đổi ion, một nghiên cứu của Lin và Chen tại Đài Loan Sau xử lý Thông số Giá trị Quá trình oxzon hóa... nhiều làng nghề sản xuất dệt nhuộm cấp tỉnh Tính riêng tỉnh Thái Bình, hiện nay có đến 53 làng nghề tiểu thủ công nghiệp, trong đó có 15 làng nghề Sở Khoa học và công nghệ công nhận Trong toàn tỉnh Thái Bình có trên 1500 hộ sản xuất mây tre đan xuất khẩu 1.2 Tổng quan về nƣớc thải tẩy nhuộm Hàng năm, ngành công nghiệp dệt may sử dụng hàng nghìn tấn thuốc nhuộm [16] Hiệu suất sử dụng của các loại thuốc nhuộm. .. (mg/l) (Nguồn: Lin và Chen, 1997)  Xử lý bằng biện pháp hóa học [17] Các biện pháp keo tụ đã được nghiên cứu trên thế giới được trình bày trong nghiên cứu của Robert J.Stephenson và nnk (1995) về khả năng keo tụ và tủa bông để xử lý nước thải có độ màu, độ dẫn điện và nồng độ chất hữu cơ cao Bảng dưới đây tổng kết những nghiên cứu sử dụng các chất keo tụ để xử lý nước thải 24 Bảng 1.8 Hiệu quả sử dụng một... – 60 AOX 20 COD 75 – 88 DOC 80 – 95 AOX Tẩy 200 – 1500 FeSO4 Tẩy Nhôm FeCl3 Trước tẩy 72 Nhôm Tẩy Vôi Mg(OH)2 1000 Knocke và nnk (1986) Beulker và Jekel (1993) (Nguồn: Robert J.Stephenson và nnk, 1995) Trong nghiên cứu của Minoru Watanabe (2000) đã đưa ra biện pháp và hiệu quả áp dụng hệ thống keo tụ để xử lý nước thải dệt nhuộm vào trong thực tế Trong nghiên cứu này, tác giả đã xây dựng một mô hình... thải tẩy nhuộm của xí nghiệp nhằm mục đích xác định và kiểm nghiệm thông số, giá trị thích hợp cho việc áp dụng, cải 32 tạo hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành Hệ thống mô hình thí nghiệm được lắp đặt và vận hành theo hình 2.1 b Vận hành mô hình xử lý nước thải Mô hình xử lý nước thải được lắp đặt sử dụng các thùng nhựa 60 lít và 120 lít với cao trình phù hợp theo nguyên . trên, đề tài: Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình được. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH . NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH